【正文】 交通事故統(tǒng)計(jì)分析表明，疲勞駕駛是造成交通事故的主要原因之一。前 排座椅靠背的強(qiáng)度不足，會(huì)在其本身質(zhì)量及乘員質(zhì)量的慣性力作用下向后發(fā)生較大的彈 性變形以至塑性變形，失去對(duì)乘員的支撐作用，使前排乘員射向后排座椅或后窗，并傷及后排乘員。如果后排乘員未受約束，前排座椅靠背強(qiáng)度不足，后排乘員的慣性力擊潰前排座椅，使前排乘員受到傷害；前排座椅強(qiáng)度太高，又會(huì)對(duì)后排乘員在與之相撞時(shí)產(chǎn)生傷害；座椅的乘坐外廓設(shè)計(jì)不當(dāng)，在前方碰撞時(shí)會(huì)使乘員沿座椅下滑，使腰部安全帶移到浮肋以上(即所謂的 潛水”現(xiàn)象)，這是極為不利的約束姿態(tài)。除了防止事故發(fā)生的功能，座椅還應(yīng)具有在乘員與其發(fā)生碰撞時(shí)(在事故中乘員與車(chē)內(nèi)部發(fā)生的碰撞稱為 二次碰撞”)，使對(duì)乘員的傷害減輕到最低的性能，即能吸收乘員與之碰撞的能量。首先，在事故中它要保證乘員處在自身的生存空間之內(nèi)，并防止其他車(chē)載體進(jìn)入到這個(gè)空間。本研究從對(duì)座椅的使用者的調(diào)查以及親身進(jìn)行的市場(chǎng)調(diào)查得來(lái)的結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，得出設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在是“為人設(shè)計(jì)”，根據(jù)對(duì)用戶的分析得出設(shè)計(jì)目標(biāo)并進(jìn)行實(shí)際的設(shè)計(jì)工作。作者通過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)目前市場(chǎng)上的汽車(chē)座椅缺乏設(shè)計(jì)，有的是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)值來(lái)進(jìn)行座椅的尺寸調(diào)整和實(shí)際進(jìn)行的反復(fù)的大量的“路試”最終得到一個(gè)比較合理的尺寸；有的是將國(guó)外引進(jìn)的汽車(chē)座椅的尺寸照搬進(jìn)行“仿制”設(shè)計(jì)。許多家庭都擁有私家車(chē)，這在大大方便了人們生活的同時(shí)，一些由于乘坐和駕駛的引發(fā)的健康問(wèn)題也相繼出現(xiàn)。在當(dāng)今社會(huì)中，汽車(chē)在人的生活中有著相當(dāng)大的作用，工作、休閑、外出都離不開(kāi)乘坐或是駕駛汽車(chē)。人類一天的姿勢(shì)主要有坐、躺、站三個(gè)動(dòng)作。人是人機(jī)系統(tǒng)中最重要、最活躍的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是最難控制的環(huán)節(jié)。座椅的主要功能是支撐駕駛員及乘坐人員的身體，減緩路面不平傳給人體的沖擊并減 弱由此而引起的振動(dòng)。汽車(chē)座椅作為汽車(chē)部件之一不僅為乘員提供了舒適而且還在汽車(chē)受到意外碰撞過(guò)程中提供了安全保障。第一篇：基于安全人機(jī)工程學(xué)的汽車(chē)座椅系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化目錄緒論......................................................................................................................1 第一章 座椅系統(tǒng)的安全性功能分析...............................................................3 第二章 座椅設(shè)計(jì)與駕駛疲勞的關(guān)系分析.......................................................4 人體坐姿生理特性分析.................................................................................................4 人體坐姿的壓力分布.....................................................................................................5 人體對(duì)車(chē)內(nèi)振動(dòng)的反應(yīng).................................................................................................5 人體對(duì)微天氣的反應(yīng).....................................................................................................6第三章 座椅的安全性設(shè)計(jì)................................................................................7 靠背設(shè)計(jì)對(duì)安全性的影響.............................................................................................7 靠背形狀...............................................................................................................................7 靠背傾角...............................................................................................................................7 靠背高度...............................................................................................................................7 安全性對(duì)座墊的要求.....................................................................................................8 座墊高度...............................................................................................................................8 座墊寬度...............................................................................................................................8 座墊深度...............................................................................................................................8 座墊傾角...............................................................................................................................8 頭枕的安全性設(shè)計(jì).........................................................................................................9 座椅總成強(qiáng)度設(shè)計(jì).........................................................................................................9第四章 結(jié)論......................................................................................................10 參考文獻(xiàn).............................................................................................................11緒論隨著汽車(chē)日益普及以及購(gòu)買(mǎi)者對(duì)汽車(chē)安全的意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)外汽車(chē)廠商也把汽車(chē)安全性設(shè)計(jì)列入了重中之重。汽車(chē)整車(chē)的安全性的好壞不僅取決于汽車(chē)底盤(pán)和車(chē)身，內(nèi)部其他部件也起著主導(dǎo)作用?，F(xiàn)代汽車(chē)座椅的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由頭枕、靠背、座墊、滑道等總成組成如圖1所示。給駕乘提供舒適、安全的乘坐條件和便于駕駛操作的良好的工作條件。從人的方面入手設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)才能達(dá)到更加合理的效果，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品才能有使用的價(jià)值。無(wú)論是居家、工作、交通還是休閑，坐著的時(shí)間占其中的相當(dāng)大的比率。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，汽車(chē)價(jià)格相對(duì)于一般的家庭來(lái)說(shuō)亦不是遙不可及。究其原因，汽車(chē)座椅難逃干系。而實(shí)際中對(duì)于座椅設(shè)計(jì)的相關(guān)研究和設(shè)計(jì)方法沒(méi)有特別的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。第一章 座椅系統(tǒng)的安全性功能分析汽車(chē)座椅作為安全部件是在被動(dòng)保護(hù)中起決定性作用的組成部件。其次，要使乘員在事故發(fā)生過(guò)程中保持一定的姿態(tài)，以使其他的約束系統(tǒng)能充分發(fā)揮其保護(hù)效能。座椅安全功能失效時(shí)可引起以下幾種形式的乘員傷害：，座椅與車(chē)身連接強(qiáng)度不夠，座椅脫離車(chē)體，使乘員逸出其生存空 間。，如果頭枕設(shè)計(jì)過(guò)低或與靠背的相對(duì)位置設(shè)置不當(dāng)會(huì)引起胸部與 頭部的加速度差，作用在頸部上的這個(gè)差值超過(guò)一定程度后會(huì)對(duì)乘員造成致命傷害。汽車(chē)座椅的安全性設(shè)計(jì)目標(biāo)就是避免上述諸種不利情況的發(fā)生。駕駛座椅是影響駕駛與乘坐舒適程度的重要設(shè)施，對(duì)于減少駕駛員疲勞程度，降低事故發(fā)生率有重要作用，汽車(chē)駕駛員座椅設(shè)計(jì)優(yōu)劣與否直接關(guān)系到駕駛質(zhì)量與安全[1]。汽車(chē)設(shè)計(jì)是否符合人機(jī)工程要求，不僅關(guān)系到有效利用車(chē)內(nèi)空間及提高乘用舒適性，而且影響整車(chē)內(nèi)外造型和尺寸參數(shù)，進(jìn)而影響整車(chē)性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在坐姿狀態(tài)下，支持人體的主要結(jié)構(gòu)是脊柱、骨盆、腿和腳等?！?15176。此時(shí)，腰椎、骶骨和椎間盤(pán)及軟組織承受坐姿時(shí)上身大部分負(fù)荷，還要實(shí)現(xiàn)彎腰扭轉(zhuǎn)等動(dòng)作(圖3)，對(duì)設(shè)計(jì)而言，這兩部分最重要。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的研究，最舒適的坐姿分布應(yīng)保證：人體的大部分質(zhì)量應(yīng)以較大的支承面積、較小的單位壓力合理地分布到坐墊和靠背上；壓力分布應(yīng)從小到大平滑地過(guò)渡，避免突然變化。由圖可見(jiàn)，人體質(zhì)量作用在座椅上的壓力并非均布，由前面分析可知，舒適的坐姿是肩部和臀部同時(shí)支撐身體質(zhì)量，因而應(yīng)根據(jù)各部位在產(chǎn)生不舒適感覺(jué)之前所能承受壓力的大小予以合理的分布。靠背上的體壓分布則應(yīng)以肩胛骨和腰椎骨兩個(gè)部位的壓力最高。圖 4 座椅各部位的受力圖 人體對(duì)車(chē)內(nèi)振動(dòng)的反應(yīng)有關(guān)研究表明，人體最敏感的頻率范圍為縱向振動(dòng)4～8Hz，橫向振動(dòng)1～2Hz。外界振動(dòng)傳進(jìn)人體時(shí)所引起的增大或減弱效應(yīng)與身體在振動(dòng)系統(tǒng)中的姿勢(shì)有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，坐姿工作時(shí)，由于人腿的減振作用大大降低，抗振性要比站姿工作時(shí)差，特別是脊柱和胃部受到振動(dòng)的損害，因此坐姿作業(yè)者輕易產(chǎn)生脊柱損傷和胃病這兩種職業(yè)病。當(dāng)振動(dòng)頻率低于2Hz時(shí)，由于眼肌的調(diào)節(jié)補(bǔ)償作用，使視網(wǎng)膜上的映像相對(duì)穩(wěn)定，因此對(duì)視覺(jué)的干擾作用不大，但當(dāng)振動(dòng)頻率大于4Hz時(shí)，視覺(jué)作業(yè)效率將受到嚴(yán)重的影響，振動(dòng)頻率為10～30Hz時(shí)，對(duì)視覺(jué)的干擾最大，振動(dòng)頻率為50Hz、加速度為2m/s2時(shí)，視覺(jué)下降約50%。另外人體在振動(dòng)環(huán)境中會(huì)加速疲憊過(guò)程。當(dāng)達(dá)到一定限度時(shí)，皮質(zhì)細(xì)胞的工作強(qiáng)度將減弱，人就會(huì)感到疲憊，工作效率明顯下降。座椅對(duì)人體熱環(huán)境的主要影響因素有：座椅表面的溫度和濕度。第三章 座椅的安全性設(shè)計(jì)汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是滿足安全性的要求,座椅安全性的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:靠背、座墊、頭枕、座椅總成強(qiáng)度等設(shè)計(jì)參數(shù)。采用桶式座椅可有效地抑止側(cè)面碰撞時(shí)人體的側(cè)向滑動(dòng),無(wú)論是直線行駛還是彎道行駛,駕駛員兩側(cè)均有穩(wěn)定的支撐,可以減輕駕駛?cè)藛T的壓力,更加集中精力操縱汽車(chē)。 靠背傾角汽車(chē)在發(fā)生嚴(yán)重的尾部撞車(chē)時(shí),會(huì)發(fā)生乘員沿座椅靠背向上竄動(dòng)的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象有可能使乘員頭頸部與汽車(chē)內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生二次碰撞。試驗(yàn)表明佩帶安全帶后,可有效地抑止這種現(xiàn)象?！?05176?！?15176?？勘掣叨冗^(guò)低,乘員得不到可靠的肩靠,靠背高度過(guò)高,影響駕駛員的后方視野。國(guó)外有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,%,%。 安全性對(duì)座墊的要求 座墊高度座面高度應(yīng)使駕駛員大腿接近水平、小腿自然放置，即保證不因椅面過(guò)高而使大腿肌肉受壓，又保證不因椅面過(guò)低而增加背部肌肉負(fù)荷。參考尺寸為臀寬，以女性群體尺寸上限為設(shè)計(jì)依據(jù)。座寬亦不能太大，否則肘部必須向兩側(cè)伸展以尋取支承，這樣會(huì)引起肩部疲勞。 座墊深度座墊深度設(shè)計(jì)的原則是在充分利用靠背的情況下,使臀部得到合理的支承。如果安全帶約束骨盆,則約束力通過(guò)骨盆